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　　【摘要】： 本論文以滬蓉西高速公路湖北宜昌-恩施段的層狀巖質高邊坡為主要研究對象,在系統科學方法論的指導下,采用現場調研、現場監測以及數值計算相結合的綜合研究手段,并引用了現代數學理論、非線性科學理論以及人工智能技術,通過全線邊坡穩定性評價,分析容易破壞的邊坡類型,從中選取典型邊坡,從工程地質特征分析、監測信息研究以及邊坡位移預測三方面,建立起山區高速公路層狀巖質高邊坡穩定性綜合預測的方法。主要研究成果有: 1、系統分析了研究區的工程地質條件,在分析全線邊坡穩定性的影響因素的基礎上,總結了全線邊坡的破壞模式,提出了基于結構面特征的山區高速公路層狀巖質邊坡穩定性分級標準,根據分級標準對全線邊坡進行了穩定性分級。根據穩定性分級結果,提出全線邊坡中,容易發生破壞的邊坡類型為硬巖順層邊坡和軟巖邊坡。 2、與常規的變形觀測方法相比,GPS觀測技術具有不受天氣和通視條件影響的優點,可以被應用到山區高速公路的邊坡監測中;從觀測手段和數據處理兩方面采取措施,降低觀測誤差,并用試驗證明了GPS觀測技術能滿足高速公路邊坡監測的精度要求。 3、分析了壓力分散型錨索與傳統拉力集中型錨索在錨固機理、失效模式和設計方法上的不同,開發并研制出了壓力分散型錨索受力狀態監測裝置。 4、推導了基于位移序列表達的邊坡系統的演化方程,應用非線性科學理論和人工智能技術,提出了邊坡位移預測的微粒群算法和RBF神經網絡算法;推導了邊坡位移預測的最大可預測時間,提出了山區高速公路邊坡預測的最佳可預測時間;并提出了基于變形分析的高速公路邊坡穩定性預測的綜合判別準則。 5、以滬蓉西高速公路湖北宜昌-恩施段三處典型邊坡為實例,從邊坡的工程地質特征分析、監測信息研究以及邊坡位移預測三個方面,進行了邊坡穩定性預測研究,從工程應用的角度驗證了邊坡穩定性預測的有效性和工程意義。 【關鍵詞】：層狀巖質邊坡 穩定性預測 高速公路 工程地質 監測 位移預測
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：U416.14
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2007.128262
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 課題研究的目的和意義10-12
• 1.2 研究現狀與文獻綜述12-21
• 1.3 論文的主要研究內容21-23
• 2 依托工程地質條件分析23-39
• 2.1 引言23
• 2.2 工程概況23-24
• 2.3 全線工程地質條件分析24-26
• 2.4 邊坡穩定性影響因素分析26-31
• 2.5 邊坡變形破壞模式分析31-35
• 2.6 基于結構面特征的邊坡穩定性分級標準35
• 2.7 穩定性分級結果35-38
• 2.8 小結38-39
• 3 邊坡監測系統研究39-57
• 3.1 前言39
• 3.2 監測的目的、原則、內容和方法39-42
• 3.3 GPS 技術在山區高速公路邊坡監測中的應用42-48
• 3.4 壓力分散型錨索作用機理和受力狀態監測研究48-56
• 3.5 小結56-57
• 4 基于相空間重構理論和智能算法的邊坡失穩預測方法研究57-94
• 4.1 引言57-59
• 4.2 理論基礎59-72
• 4.3 邊坡位移預測的微粒群算法72-77
• 4.4 邊坡位移預測的RBF 神經網絡算法77-81
• 4.5 邊坡位移預測可預測時間尺度研究81-84
• 4.6 邊坡失穩時間預測的判別準則研究84-90
• 4.7 邊坡失穩預測方法的工作流程90-91
• 4.8 邊坡位移預測算法的幾點討論91-92
• 4.9 小結92-94
• 5 工程應用——典型邊坡穩定性預測研究94-115
• 5.1 古樹屋滑坡94-102
• 5.2 YK178＋445~YK178+524 段邊坡102-108
• 5.3 K56+297～K56+430 段邊坡108-114
• 5.4 小結114-115
• 6 結論與展望115-117
• 6.1 結論115-116
• 6.2 展望116-117
• 參考文獻117-128
• 致謝128